严毅：探讨水电站溢洪道的开挖施工技术 |
| 2012-11-27 11:04 作者：严 毅 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月27日文】据《科技与生活》杂志2012年第17期刊文，河道建筑的种类有很多，它们对疏导洪水起着非常重要的作用。水电站的溢洪道是河道建筑中的一种，国内的大部分水电站都要建设溢洪道，并且要按照一定的标准严格来建筑，它的质量不仅关系到水电站人员及财产的安全，还关系到国家经济的可持续发展，因而溢洪道的开挖施工必须足够过硬。本文主要探讨了水电站溢洪道开挖的基本事项和重要的施工技术，以期能够为相关的实践提供理论依据。
通常情况下，水电站都开挖了溢洪道，特别是在我国南方更是非常普遍，南方雨季比较长，雨水总量多，为了保证水电站的安全，溢洪道的建筑质量一定要达到国家规定的标准，否则给人民的生命与财产造成了极大的隐患。溢洪道属于水电站或者水库的一个重要的建筑组成部分，对它的合理科学开挖十分关键，不仅要做好现场的施工准备工作，还要采用非常先进的开挖施工技术，同时做好施工之后的维护工作。
1水电站溢洪道的基本概况
水电站溢洪道对水利设施的安全防患方面具有非常重要的作用。很多水库和河道都建设有溢洪道，水电站更是要修建质量非常高的溢洪道才能保证使用的安全性和长久性。从现阶段的发展情况来看，大部分的溢洪道修建在水坝的一边，基本的构成形状非常类似与一个大水槽，使用过程中的操控也非常简单，如果水库的水位或者是河道的水位超过了国家所规定的标准限度，多余的水就自然会顺着溢洪道向下流去，同时分散了水的压力，这样就很好地保护了水坝建筑设施，相应地就延长了水电站的使用寿命。
通常情况下，溢洪道的组成部分有进水渠、控制段、泄槽、出水渠等，这几个部分有着各自独特的功能，但是在实际建筑的时候还要结合现场的实际情况来进行开挖。现阶段，一般将溢洪道具体划分成两个部分，依据的是在使用时的泄洪标准和具体的使用情况，包括正常的溢洪道和非正常的溢洪道，这二者有一定的区别，但也存在有机的联系，是不可分割的，它们的共同作用才能保证水电站的安全。具体来看，正常溢洪道的功能主要是宣泄设计洪水，非正常溢洪道的特点是宣泄非常洪水。二者在建筑的位置上也存在很多的不同之处，根据正常溢洪道和非常溢洪道的修建位置，又可以分成河床式溢洪道与岸边式溢洪道，另外还可以根据坝址的地形或者地质条件来分。可见，选址对溢洪道的施工来说非常重要，在考虑经济节约的前提条件之下，选择最为合适的位置，有利于减少施工中的困难和麻烦。
2水电站溢洪道的开挖要点
水电站溢洪道的组成部分通常有进口引水渠、控制段、泄槽段出口挑流鼻坎。在进行开挖之前要科学准确测量溢洪道轴线水平的投影长度，保证开挖的效果符合预定的标准。在对具体的地理特征进行详细的了解与分析之后，才能确定开挖的具体位置。通常条件下，水电站溢洪道的位置大多设置在大坝的右侧，所占数量最多的就是泄槽式的溢洪道，这种溢洪道具有很多非常实际的功能，构成部分包括陡坡洞段、反弧洞段、缓坡洞段、挑流鼻坎段组成，与一般的溢洪道的组成出入不大，它的断面形式主要是城门洞型的，对进口底板和整体的高程控制要把握好，在开挖过程中，对长度的控制也要适宜。
在对存在特殊地质条件的施工场地进行施工的时候，要根据施工的难度来安排开挖的各项准备工作，同时设计人员和施工人员心理一定要有清晰的认识程度。尤其是位于复杂的地段上，例如在断层带和破碎带上进行施工，很难找到开挖的规律性，在施工过程中还会受到交叉作业的影响，难以保证溢洪道开挖的安全性，最后的成型效果也会受到影响，维护的难度就更大，同时对施工技术水平的要求也会非常高。因此要综合各种因素去选择开挖的地点，必须先要做好技术分析。
3水电站溢洪道的开挖实例分析
以某水电站的溢洪道的开挖为例，具体阐述施工技术特点等。
该溢洪道工程的主要组成部分包括引渠段、堰闸段、泄槽、挑流鼻坎段等，总长达到1130米。
3.1溢洪道的边坡预裂施工
在溢洪道的开挖过程中的施工难度还是比较大的，由于该工程位于枢纽左岸混凝土面板堆石坝左坝头侧，总体来说是岸边开敞式的溢洪道，在进行纵向开挖时，坡降程度逐渐增大，同时还会受到其他施工的干扰，包括左坝肩开挖和混凝土浇筑工程的施工干扰，另外，在开挖溢洪道的时候，还要将1140.99立方米的石料直接运送到坝上，大大提高了施工的难度。
在施工钻机的选择上，主要用的是4609PC露天风动钻机，该类型的钻机具备挠度比较大的钻杆，主要的施工步骤是先彻底清理需要钻孔的部位，然后经过准确地测量放线之后就可以实施钻孔，再装上火药，进行联网，最后进行爆破。
通常使用吊线法来有效确定预裂孔的方向角。倾角的确定可以采用国家标准地质罗盘。在测量的时候为了降低误差，可以使用优质角铁焊制尺寸不同的坡比尺，这样有利于更精确地找准钻孔位置。对于爆破参数的选择，要进行多次预裂爆破的实验最终才能确定，因为各类岩石的岩性和密度各不相同，强风化岩石和弱风化岩石也要区分对待。在实施爆破前要依据钻孔的深浅来确定导爆索的长度，一般要比孔深长出0.8米到1.2米左右。通常情况下有两种爆破方式，一是预裂孔和主爆孔不在同一时间起爆，先将预裂孔起爆，再把主爆孔起爆。二是将两种孔同时起爆，中间存在少许的时间间隔，根据岩石的质地来确定间隔时间的长短。岩性比较柔软的比岩性比较坚硬的爆破时间要长一些。
3.2溢洪道的建基面水平保护层的施工
在溢洪道的建基面的施工过程中，开挖的岩石种类包括花岗岩和片岩，有些地方为石英岩，开挖的工程量相对比较大一些，对超欠挖的要求也比较高，工期相对紧一些。
对建基面进行施工的时候，要事先留出一定的保护层的厚度，可以使用手风钻进行剥离，孔径的大小控制在42毫米，一次进孔的深度要达到4米左右。为了使风钻可以在多次重复钻孔的过程中还能紧贴岩石面，则可以使用超欠平衡的施工方式。在孔口的位置处欠挖0.1米的深度，在孔底的位置处再超挖0.1米。一些岩石面受到严重风化的建基面，可以使用小梯段的爆破。总体来说，施工的主要步骤包括以下几点：一是要将待钻面清理干净，然后进行测量放线，接着按照标准进行钻孔，然后装上火药，实施爆破，最后使用机械清理施工现场，接着利用人工撬挖成型。
4总结
综上所述，现阶段，我国的很多地方的水电站和水库等水利设施都建有相应的溢洪道，能够保障水利设施的基本安全，但是也要看到其中存在的问题。有些洞身围岩的质量比较差，特别是在陡坡段呈Ⅴ形的围岩，具有很大的施工困难，在施工中也潜伏着很多安全隐患。所以，施工技术人员在施工之前一定要编制好最佳的施工技术方案，对地质围岩较差的地段实施重点的监控措施，做好安全防范工作和紧急应急措施，确保施工人员的安全性。鉴于溢洪道对水电站的重要性，只有加大科技力量的投入，不断提高施工人员的技术水平和安全意识，才能充分发挥出溢洪道的功能与作用，为水电站的安全运行提供切实的保障。
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